关于日出日落方位和物体影子方位的判断问题
关于日出日落方位和物体影子方位的判断问题
一、地球上某地一年中日出日落方位
由于地球不停的自西向东自转，地球上的人们看到太阳每天一周的东升西落现象，这种现象称为太阳的周日视运动。太阳的周日视运动轨迹平面与天赤道平行，与天轴（观测者与北极星的连线）相垂直。如图一所示
我们知道，由于地平圈的存在，我们只能观测到半个天球（即天球在地平圈上的部分）。当太阳在地平圈以上的部分运行时，即为白昼，当太阳在地平圈以下的部分运行时，即为夜晚。如图一所示太阳经过观测者的子午圈时称为中天。经过包括天极和天顶的那半个子午圈时，太阳到达一天中最高位置，称为上中天，此时即为地方时12点；经过包括天极和天底的那半个子午圈时，太阳到达一天中最低位置，称为下中天，即为地方时0时（或24时）。
太阳经过观测者的地平圈时称为出没，也称升落。太阳从地平圈下升到地平圈上称为日出，反之称为日没。
由于黄赤交角的存在，在一年之中太阳的黄道面上的位置是不断变化的。因而每天太阳的周日视运动轨迹也不一样，从而造成每天日出日落方位及中天的高度也不相同。
由于地球的公转，太阳黄道上自西向东每天移动约1°。在一年的不同日期内，太阳的赤经、赤纬的变化，引起昼夜长度的变化。
对北半球来说，一年内只有两天，即春分和秋分，太阳由正东点日出，正西点日没，昼夜相等。从春分起，太阳的出没方位逐渐北移，夏至日到达最北点。在这段时间内，日出的时刻逐日提早，而日没的时刻逐日延迟。同时中天高度越来越高，白昼变长，黑夜缩短。夏至那天中天高度最高，白天最长。夏至以后，太阳的出没方位逐渐南移，中天高度逐渐下降。秋分以后，太阳的出没位置已在东、西点以南，昼短夜长。这个过程一直延续到冬至日为止。这时，太阳的出没位置到达最南点，白昼最短，黑夜最长。以后，太阳的出没点重新北移，到春分点时昼夜又相等，完成一年一周的运动。由于纬度不同，太阳周日视运动的变化情况也有所不同。纬度越高，夏季白天越长，冬季白天越短。极圈以北开始出现“白夜”和“黑昼”。在地球北极，则是半年白天，半年黑夜，太阳不再每天东升西落。南半球的情况和北半球完全相同，只是冬和夏、春和秋，恰好相反。在赤道上，一年四季昼夜的长短是不变的。
因而，对于全球任意点而言，在二分日时，均为正东方日出，正西方日落，昼夜平分；当太阳直射点在北半球移动时（春分到秋分），全球均为东偏北方向日出，西偏北方向日落；当太阳直射点在南半球移动时（秋分到次年春分），全球均为东偏南方向日出，西偏南方向日落
二、北半球物体影子方位的判断
物体影子方位的判断，主要是要判断物体与太阳直射点之间的相互位置
1．日出日落时物体影子方位的判断，与一年中日出日落方位有关。
（1）二分时，日出时物影朝向正西，日落时，物影朝向正东；
（2）春分到秋分，日出时物影朝向西偏南方向，日落时，物影朝向东偏南方向
（3）秋分到次年春分，日出时物影朝向西偏北方向，日落时，物影朝向东偏北方向
2．地方时12时，物影方位的判断
当地方时为12点时，太阳直射该地所在的经线，此时太阳处于上中天位置，物影最短，对直射点以北的地点而言，物影朝向正北；直射点的物影消失；对直射点以南的地点而言，物影朝向正南。
在北回归线以北地区而言，全年正午物体影子始终向北，在南北回归线之间的地区，全年正午物体影子有时向北，有时向南，当太阳直射时则影子消失
3．当北京时间12点时，物影方位的判断
北京时间12时，太阳直射东经1200，这里物体影子的方向，主要是要判断该地点与太阳直射点的相对方向问题。
如上图所示，
A、B、C、D、E、F各点当北京时间12时的物体影子方位见下表：
三、北半球某地物体影子一天内的变化
如果北半球某地有一垂直旗杆，在一天之内其影子的变化情况，则要看当地的纬度和不同的季节而定。
1．对于北温带地区一年之内物体影子一天内的变化情况，如下图所示
2．对于北半球热带地区一年之内物体影子一天内的变化情况，则要分以下几种情况
（1）当太阳直射南半球时，其变化情况如图七所示。
（2）当太阳直射赤道时，即春秋分，其变化情况如图五所示。
（3）当太阳直射赤道和该地所在的纬线之间时，其变化情况如图六所示。
（4）当太阳直射该地所在纬线之时，其变化情况如图八所示。
（5）当太阳直射该地所在的纬线和北回归线之间时，其变化情况如图九所示。
四、北半球某地物体影子长短的变化
1．在一天之内，物体影子在日出和日落时最长，在正午时最短，甚至影子消失
2．在一年之中，正午时物体的影子的长短变化情况则要视当地的纬度而定
（1）北半球所有地点，正午物体的影子都是在冬至日时最长
（2）北回归线以北地区，正午物体的影子都是在夏至日时最短
（3）在赤道和北回归线之间的地区，正午物体的影子都是当太阳直射该地所在纬线时影子消失。
五、对正午时物体的影子的长度的计算
关于正午时物体的影子的长度的计算问题，则要考虑当时正午太阳高度角，如果物体的高度为H，则物体的影子长度为H·ctg（90－△）。其中△为当地纬度与太阳直射点的纬度之差。
日影朝向问题图示
日影朝向问题图示 在太阳光的照射下，物体总会有自己的影子（除太阳直射的情况），影子的朝向与太阳方位相关。同一时间在不同纬度地区，太阳方位是不同的；同一纬度地区在不同时间，太阳方位也是不一样的。因而影子的朝向存在日变化和季节变化。 一、同一地区在不同节气日影的朝向(以北半球为例) (一)赤道地区“二分二至”日日影的朝向 在赤道地区，一年四季太阳都是垂直升起而又垂直落下，且太阳升落方位的纬度就 是太阳直射的纬度。 赤道日出方 位日影朝向正午太阳方 位 日影朝向日落方位日影朝 向 夏至东北西南正北66° 34′ 正南西北东南 春秋分正东正西天顶90°无正西正东 冬至东南西北正南66° 34′ 正北西南东北 (二)北回归线上“二分二至”日日影的朝向 在赤道至出现极昼极夜的纬度地区，纬度越高，太阳升落的方位偏移正东的角度越 大。
北回归线日出方位日影朝向正午太阳方位日影朝向日落方位日影朝 向 夏至东北西南天顶90°无西北东南春秋分正东正西正南66°34′正北正西正东冬至东南西北正南43°08′正北西南东北 (三)北极圈上“二分二至”日日影的朝向 在开始出现极昼的地区，太阳升落方位为正北，即东偏北90°。 北极圈日出方 位日影朝向正午太阳方 位 日影朝向日落方位日影朝 向 夏至正北正南正南46° 52′ 正北正北正南 春秋分正东正西正南23° 26′ 正北正西正东冬至极夜无日出日落 (四)北极点“二分二至”日日影的朝向
在极昼期间，北极点上，由于太阳周日视平圈始终平行于地平圈，在一天中太阳高度没有变化，始终等于该日直射点的纬度，太阳只有方位变化而无升落，因而不存在升 落方位问题。 在春分秋分日，极点昼夜平分，此时太阳高度为0°，刚好没入地平圈。 北极点日出方 位日影朝向正午太阳方 位 日影朝向日落方位日影朝 向 夏至无正南正南23° 26′ 正南无正南 春秋分正南正南正南0°正南正南正南冬至极夜无日出日落 二、同一节气不同地区的日影的朝向（以南半球为例） （一）“二分日”南半球不同地区日影的朝向 春分秋分日太阳直射赤道，全球昼夜平分，不同地区日出、日落的方位都是正东升、正西落(除南极点)，并且随纬度的升高太阳视平圈与地平圈所成二面角由90°变为0°。 即太阳高度由90°减为0° 春分秋日出方位日影朝向正午太阳方位日影朝日落方日影朝
高中地理日影问题汇总,日影朝向图示大全
高中地理日影问题汇总 日影朝向图示大全 一. 日影朝向 （一）分布规律 1. 日影朝向 始终在观测者所见太阳方位的相反方向。 2. 正午日影的朝向 取决于太阳直射点的位置。太阳直射点以北的地区正午日影朝向正北，以南的地区朝向正南（极点除外，极夜地区正午无日影）。不同地区分布如下： （1）回归线以外的地区（极点除外）：北回归线以北地区，一年中正午日影都朝向正北。南回归线以南地区，一年中正午日影都朝向正南。 （2）回归线之间的地区：①太阳直射地区，正午日影缩为零（或正午日影与物体重合）。②赤道上一年中正午
日影大约半年朝向正北，半年朝向正南。③赤道到北回归线之间的地区，一年中正午日影朝向正北的时间多于朝向正南的时间；赤道到南回归线之间的地区，一年中正午日影朝向正北的时间少于朝向正南的时间。 （3）极点：北极点极昼期正午日影都朝向正南，南极点极昼期正午日影都朝向正北。 3. 日出日落时的日影朝向 （1）太阳直射北半球时：无论南北半球，日出时的影子都朝向西南方，日落时的影子都朝向东南方。 （2）太阳直射南半球时：无论南北半球，日出时的影子都朝向西北方，日落时的影子都朝向东北方。 （3）太阳直射赤道时：全球各地日出时的影子都朝向正西方，日落时的影子都朝向正东方。 （二）应用意义 1. 据日出、日落时日影的朝向，推知太阳直射半球 若日出时物体的影子朝向西南方，日落时物体的影子朝向东南方，则说明太阳直射北半球；若日出时物体的影子朝向西北方，日落时物体的影子朝向东北方，则说明太阳直射南半球；若日出时物体的影子朝向正西方，日落时物体的影子朝向正东方，则说明太阳直射赤道。2. 据一天中日影朝向情况，推测当地地方时
影子问题
影子问题 一、日影朝向 （一）分布规律 1.日影朝向 始终在观测者所见太阳方位的相反方向。 2.正午日影的朝向 取决于太阳直射点的位置。太阳直射点以北的地区正午日影朝向正北，以南的地区朝向正南（极点除外，极夜地区正午无日影）。不同地区分布如下： （1）回归线以外的地区（极点除外）： ①北回归线以北至北极圈之间地区，一年中正午日影都朝向正北。 ②南回归线以南至南极圈之间地区，一年中正午日影都朝向正南。 ③北极圈以内的地区（不包括北极点），若出现极昼时，正午日影朝向正北，子夜时的日影朝向正南。 ④南极圈以内的地区（不包括南极点），若出现极昼时，正午日影朝向正南，子夜时的日影朝向正北。 ⑤北极点若有极昼时，其一天中的影子始终朝向正南（太阳也在正南，太阳与影子的位置相反），但位置是变动的。 ⑥南极点若有极昼时，其一天中的影子始终朝向正北（太阳也在正北，太阳与影子的位置相反），但位置是变动的。 （2）回归线之间的地区：①太阳直射地区，正午日影缩为零（或正午日影与物体重合）。②赤道上一年中正午日影大约半年朝向正北，半年朝向正南。③赤道到北回归线之间的地区，一年中正午日影朝向正北的时间多于朝向正南的时间；赤道到南回归线之间的地区，一年中正午日影朝向正北的时间少于朝向正南的时间。 （3）极点：北有点极昼期正午日影都朝向正南，南极点极昼期正午日影都朝向正北。 3.日出日落时的日影朝向 （1）太阳直射北半球时：无论南北半球，日出时的影子都朝向西南方，日落时的影子都朝向东南方。 （2）太阳直射南半球时：无论南北半球，日出时的影子都朝向西北方，日落时的影子都朝向东北方。 （3）太阳直射赤道时：全球各地日出时的影子都朝向正西方，日落时的影子都朝向正东方。（二）应用意义 1.据日出、日落时日影的朝向，推知太阳直射半球 若日出时物体的影子朝向西南方，日落时物体的影子朝向东南方，则说明太阳直射北半球；若日出时物体的影子朝向西北方，日落时物体的影子朝向东北方，则说明太阳直射南半球；若日出时物体的影子朝向正东方，则说明太阳直射赤道。 2.据一天中日影朝向情况，推测当地地方时 日影朝向正北或正南时，当地的地方时为12时。（指非极昼区域，在极昼区域，这种情况还有可能是0点） 3.据正午日影朝向，推测观测点所在半球及体纬度位置 （1）一年中在有白昼的时期，正午日影始终朝向正北方，则该地位于北回归线以北地区（北极点除外）或南极点。 （2）一年中在有白昼的时期，正午日影始终朝向正南方，则该地位于南回归线以南地区（南极点外除）或北极点。
2020届高三地理复习讲解：日出日落方向和影子变化的判读
2020届高三地理复习讲解：日出日落方向与影子变化的判读 一、知识讲解 1．日出日落方向的判读 在未出现极昼或极夜现象的纬线上(即太阳视运动轨迹与地平圈相交)，无论是北半球还是南半球，日出日落方向的变化规律如下表所示： 2. (1)影长变化 根据太阳高度的大小判断影长，例如，日出时影长最长，之后缩短，正午时最短，之后变长，日落时达最长；直射点上无影子。 (2)影子方向的变化 根据太阳方位与影子方位相反，判断影子方向的变化。 二、例题分析 2013年4月5日，我国帆船手驾驶“青岛号”帆船荣归青岛港，实现了中国人首次单人不间断环球航海的壮举。下图为“此次航行的航线图”。据材料回答第1题。 1．帆船返回青岛港当日，青岛() A．日出东南方向 B．于地方时6时前日出 C．昼长较广州短 D．正午物影较春分日长 答案 B 解析帆船返回青岛港为4月5日，此时太阳直射点位于北半球，位于北半球的青岛应该日出东北方向，A项错误；此时北半球昼长夜短，青岛应于地方时6时前日出，B项正确；此时北半球越往北昼长越长，C项错误；春分日后太阳直射点由赤道向北回归线移动，此时青
岛距离太阳直射点的纬度比春分时近，故正午日影较春分短，D项错误。 下图为我国科考队在北极点放置中国结时拍摄的照片。读图完成第2题。 2．该照片拍摄日期、拍摄者或中国结影子的方位是() A．3月21日、中国结影子指向正南 B．6月22日、拍摄者位于中国结东南 C．8月20日、拍摄者位于中国结正南 D．9月16日、中国结影子指向东北 答案 C 解析在北极点，四周皆为南，因此，中国结的影子指向正南，拍摄者无论在何位置，都位于中国结的正南，故B、D项错误。3月21日，晨昏线应经过北极点，由图知北极点为极昼，应为北半球夏半年，A项错，C项正确。 三、跟踪训练 1．下面右图为左图中①地某居民拍摄的日出/日落时的树影照片，则该照片的拍摄日期最接近() A．3月20日B．6月1日 C．9月23日D．10月1日 答案 B 解析左图中①地位于北半球，右图中树影朝向东南，说明此时为日落时分，且日落西北，北半球昼长夜短。结合选择项即可确定结论。 2015年某日，家住北京的李先生在中央电视台大楼东偏南方向的位置，拍摄到太阳“钻进”央视大楼悬挑空间的照片。读图，完成2～3题。
高中地理日影问题汇总，日影朝向图示大全
高中地理日影问题汇总，日影朝向图示大全 01 日影朝向 1 分布规律 1. 日影朝向 始终在观测者所见太阳方位的相反方向。 2. 正午日影的朝向 取决于太阳直射点的位置。太阳直射点以北的地区正午日影朝向正北，以南的地区朝向正南（极点除外，极夜地区正午无日影）。
不同地区分布如下： （1）回归线以外的地区（极点除外）：北回归线以北地区，一年中正午日影都朝向正北。南回归线以南地区，一年中正午日影都朝向正南。 （2）回归线之间的地区：①太阳直射地区，正午日影缩为零（或正午日影与物体重合）；②赤道上一年中正午日影大约半年朝向正北，半年朝向正南；③赤道到北回归线之间的地区，一年中正午日影朝向正北的时间多于朝向正南的时间；赤道到南回归线之间的地区，一年中正午日影朝向正北的时间少于朝向正南的时间。 （3）极点：北极点极昼期正午日影都朝向正南，南极点极昼期正午日影都朝向正北。 3. 日出日落时的日影朝向 （1）太阳直射北半球时：无论南北半球，日出时的影子都朝向西南方，日落时的影子都朝向东南方。 （2）太阳直射南半球时：无论南北半球，日出时的影子都朝向西北方，日落时的影子都朝向东北方。 （3）太阳直射赤道时：全球各地日出时的影子都朝向正西方，日落时的影子都朝向正东方。 2 应用意义 1. 据日出、日落时日影的朝向，推知太阳直射半球
若日出时物体的影子朝向西南方，日落时物体的影子朝向东南方，则说明太阳直射北半球；若日出时物体的影子朝向西北方，日落时物体的影子朝向东北方，则说明太阳直射南半球；若日出时物体的影子朝向正西方，日落时物体的影子朝向正东方，则说明太阳直射赤道。 2. 据一天中日影朝向情况，推测当地地方时 日影朝向正北或正南时，当地的地方时为12时。 3. 据正午日影的朝向，推测观测点所在半球及大体纬度位置 （1）一年中在有白昼的时期，正午日影始终朝向正北方，则该地位于北回归线以北地区（北极点除外）或南极点。 （2）一年中在有白昼的时期，正午日影始终朝向正南方，则该地位于南回归线以南地区（南极点除外）或北极点。 （3）一年中正午日影一段时间朝向正南方，一段时间朝向正北方，则该地在南北回归线之间。 02 日影长短变化 1 变化规律 1. 一天中，日出、日落时的日影最长，正午时的日影最短。 2. 一年中，6月22日南半球有白昼期的地区正午日影达全年最长，北回归线及其以北地区达全年最短；12月22日北半球有白昼期的地区正午日影达全年最长，南回归线及其以南地区达全年最短；回归线之间的地区，太阳直射时，正午日影缩为零（或正午日影与物体重合），达全年最短。 2 应用意义 1. 据一天中日影长短情况，推测观测点的地方时 如：日影达一天中最短时，当地地方时为12时。 2. 据一年中正午日影长短情况，推测观测点所在半球、季节等。 （1）6月22日正午日影达全年最长，该地在南半球，为冬季；达全年最短，该地在北回归线及其以北地区，为夏季。
日出日落方位变化规律
日出日落方位变化规律 怎么判断日出日落方位 1、春秋二分日，全球各地的日出日落方位除了南北两极点外均为从正东方向升起、从正西方向落下。 2、太阳直射北半球时，全球各地除了极昼、极夜地区以外，太阳都是从东北方向升起、从西北方向落下，而且太阳直射点的纬度越接近北回归线，各地日出、日落的方位就越偏北；纬度越高的地方日出日落的方位也越偏北。 3、太阳直射南半球时，全球各地除了极昼、极夜地区以外，太阳都是从东南方向升起，从西南方向落下，而且太阳直射点的纬度越接近南回归线，各地日出、日落的方位就越偏南；纬度越高的地方日出日落的方位也越偏南。 综上所述，各地日出日落的方位，既取决于太阳直射点的纬度位置，又与当地的纬度位置有关。太阳直射点的纬度位置决定了各地的日出日落方位是偏南还是偏北，以及偏南或偏北的程度。 日出日落方位的应用 1.计算任意一个地方在任意一天日出日落的方位角度，可以用下面的公式： 方位角=90-0.5arccos［2（sinM/cosN）^2-1］ 公式中，M表示的是某天太阳直射的纬度，N表示的是某地的纬度，^2表示平方。 例：计算北京6月22日（北半球夏至日），日出、日落方位。 北京位于40°N，则N=40°；夏至这一天太阳直射点位于23.5°N，即M=23.5°，把N和M的值代入上式，可求得：方位角=31°夏至这一天，北京太阳是从东偏北31°的方位升起的，是在西偏北31°的方位落下的。 2.依据日影的方向推断日出日落方向：日出、日落方位与影子方位相反。 例：根据2004年签署的《中华人民共和国和俄罗斯联邦关于中俄
国界东段补充协定》：黑瞎子岛一分为二，西侧靠近中国的一半岛屿归中国所有。下面四幅图中表示10月14日位于黑瞎子岛上中国国旗旗杆（旗杆立于O点）在平坦开阔地面上的杆影端点移动轨迹和方向的是： 解题思路：10月14日，符合1月的特点，日出东南，日落西南；且北半球昼短夜长。依据日出方向与杆影端点方位相反的关系，推断出杆影端点日出时位于西北，日落时位于东北，且杆影的移动方向是自西向东移动。
关于日出日落方位和物体影子方位的判断问题
关于日出日落方位和物体影子方位的判断问题 一、地球上某地一年中日出日落方位 由于地球不停的自西向东自转，地球上的人们看到太阳每天一周的东升西落现象，这种现象称为太阳的周日视运动。太阳的周日视运动轨迹平面与天赤道平行，与天轴（观测者与北极星的连线）相垂直。如图一所示 我们知道，由于地平圈的存在，我们只能观测到半个天球（即天球在地平圈上的部分）。当太阳在地平圈以上的部分运行时，即为白昼，当太阳在地平圈以下的部分运行时，即为夜晚。如图一所示太阳经过观测者的子午圈时称为中天。经过包括天极和天顶的那半个子午圈时，太阳到达一天中最高位置，称为上中天，此时即为地方时12点；经过包括天极和天底的那半个子午圈时，太阳到达一天中最低位置，称为下中天，即为地方时0时（或24时）。 太阳经过观测者的地平圈时称为出没，也称升落。太阳从地平圈下升到地平圈上称为日出，反之称为日没。 由于黄赤交角的存在，在一年之中太阳的黄道面上的位置是不断变化的。因而每天太阳的周日视运动轨迹也不一样，从而造成每天日出日落方位及中天的高度也不相同。 由于地球的公转，太阳黄道上自西向东每天移动约1°。在一年的不同日期内，太阳的赤经、赤纬的变化，引起昼夜长度的变化。 对北半球来说，一年内只有两天，即春分和秋分，太阳由正东点日出，正西点日没，昼夜相等。从春分起，太阳的出没方位逐渐北移，夏至日到达最北点。在这段时间内，日出的时刻逐日提早，而日没的时刻逐日延迟。同时中天高度越来越高，白昼变长，黑夜缩短。夏至那天中天高度最高，白天最长。夏至以后，太阳的出没方位逐渐南移，中天高度逐渐下降。秋分以后，太阳的出没位置已在东、西点以南，昼短夜长。这个过程一直延续到冬至日为止。这时，太阳的出没位置到达最南点，白昼最短，黑夜最长。以后，太阳的出没点重新北移，到春分点时昼夜又相等，完成一年一周的运动。由于纬度不同，太阳周日视运动的变化情况也有所不同。纬度越高，夏季白天越长，冬季白天越短。极圈以北开始出现“白夜”和“黑昼”。在地球北极，则是半年白天，半年黑夜，太阳不再每天东升西落。南半球的情况和北半球完全相同，只是冬和夏、春和秋，恰好相反。在赤道上，一年四季昼夜的长短是不变的。
怎样判断日出方向的方法
怎样判断日出方向的方法 在高考的复习过程中，有些知识点的记忆需要花费大量的功夫。下面是店铺收集整理的怎样判断日出方向的方法以供大家学习。 一、首先确定地平面上的方向，一般地面方向，我们用的是“十字架”的方向，即“上北下南、左西右东”。但若碰到有经纬网的地图或者有指向标的地图，则把“十字架”上的某个方向与经纬网的地图或者有指向标的地图上的方向重合，因为二者在某些方面是一致的。因此，我们可以首先确定地平面上的方向。 二、根据太阳出没方向来确定地面的方向，由于地球不停地自西向东自转，因此引起了我们在地球上看太阳是东升西落。根据太阳升落方向可以确定地面上的方向。教学过程中发现学生对日出方位和时间的判断上存在着较多的问题，学生普遍反映不好理解。下面就这一问题简单分析如下。 一、以北半球为例 (一)选取23°26′N～66°34′N之间的任意一点为研究对象，O点为观测者所在点，A、B、C、D所在的平面为观测者所在的地平面，方向与生活中的实际方向相同：A为正东、B为正南、C为正西、D为正北，如图1所示。 文本框： 粗线AC弧为观测地(O点所在地)当日的太阳视运动轨迹，A点为日出、C点为日落，两者的太阳高度角均为0°。AC弧上除A、C点外的各点太阳高度角均大于0°。太阳视运动轨迹，是在地球自转过程中(以太阳为参照物)观测地被太阳照射的时间的反映，也即是当地经历的白昼时间──昼长。那么太阳视运动轨迹AC弧的度数和O地所在昼夜弧中的昼弧度数相当。为了观测、研究方便，我们把太阳视运动轨迹AC弧投影到观测点所在的地平面上，这样太阳视运动轨迹AC弧投影在地平面上弧线ABC弧就相当于当地的昼长，因此我们可以把ABC弧作为观测地的昼弧使用，ADC弧则可以相当于当地的夜弧。B为昼弧
一天中太阳的视运动轨迹和影运动轨迹
太阳周日视运动图剖析 由于地球自西向东绕地轴自转，所以，太阳在天球上做自东向西的周日视运动。有关太阳周日视运动对于一般高中学生而言较难理解，因为学生缺乏空间想像能力，且在教材中几乎没有涉及，成为难点，也是重点。但只要把教材相关知识理解透彻，并有效整合，真正掌握其规律与原理，问题就迎刃而解了。 一、学习策略 1、要掌握太阳视运动知识，需要树立空间想像能力，并且多画图，多练习，在做题目的过程中领会太阳视运动的规律。 2、注意在训练的过程中总结解题规律。 二、太阳周日视运动重难点剖析 〔一〕太阳周日视运动图的特征 底面表示地平面，底面中心为观察者位置，底面外圈代表地平圈，竖立半圆圈代表天顶面，3条路线代表该观察点观察到的两分、两至日太阳周日视运动路线，3条路线与天顶面的交点表示上中天，3条路线与地平圈的两个交点分别代表该日的日出与日落，底面中心与日出点的连线和东西水平线的夹角表示太阳直射点的纬度，上中天点与底面中心点的连线与南北水平线的夹角表示正午太阳高度角。对任一地而言，不同日期太阳周日视运动轨迹都平行的。如下图。 〔二〕不同纬度太阳的周日视运动 由于观测者所处的纬度不同，所以，运动的轨迹也不同。 1、在南北极点，所有天体〔包括太阳〕不升也不落，如图A。 2、在赤道，所有天体的出没都直升直落〔如图D〕。 3、在南北半球任意纬度〔除赤道与极点〕，太阳视运动轨迹 与地平圈斜交，所有天体都斜落〔如图B、C〕。 4、极昼范围内太阳高度的日变化 在极昼的纬度范围内，不同纬度上，太阳高度的日变化是不 一样的。极昼的纬度范围指出现极昼的最低纬度〔不一定是极圈〕 到最高纬度〔一定是极点〕的区域。不同时间，极昼的最低纬度 值不一样，二至日时纬度值最低，极昼范围最大；其他时间〔除 二分日外〕，在66034’－900之间。 〔1〕在极昼的最低纬度〔极圈66034’〕上，太阳高度的变化：一日开始时，太阳即位于当地地平线上，太阳高度角为00，之后逐渐增大，至当地下午时，达一日最大值，而后逐渐变小，至该日结束时，太阳又落于当地地平线上，太阳高度又变成00。 〔2〕在极昼的最高纬度――极点上，一日24小时，太阳始终位于天空中某一高度，〔即一日的开始、正午及一日的结束，太阳高度角一样大〕没有变化。 〔3〕在极昼的最低纬度与最高纬度之间时，一日开始时太阳已位于地平线上一定高度，高度值是多少呢？看与极昼的最低纬度的纬度差，纬度相差几度，一日开始时的太阳高度就是几度〔例如，当极昼的最低纬度出现在700N上时，720N某地一日开始时的太阳高度就是20〕。之后，太阳高度逐渐增大，至当地正午时达一日最大值，正午过后逐渐变小，一直到该地这一日结束时，太阳仍落于当地地平线上一定高度，太阳高度大小与这一日开始时一样大。
日出日落的方位角度计算公式
计算日出日落的方位角度公式 要计算任意一个地方在任意一天日出日落的方位角度，可以用下面的公式： 方位角=90 - 0.5arccos[2(sinM/cosN)^2- 1] 公式中，M表示的是某天太阳直射的纬度，N表示的是某地的纬度，^2表示平方。 例如，北京在北纬40度，则N=40，夏至这一天太阳在北纬23.5度（太阳直射北纬23.5 度），即M=23.5，把N和M的值代入上式，可求得方位角=31度 意思是，夏至这一天，在北京的人看来，太阳是从东偏北31度的方位升起的，是在西 偏北31度的方位落下的。 说明： 1本公式是在理想条件下推导出来的，即假设地球是个标准球体。而实际上地球两极略 扁，而且各地也有高山、洼地等，所以计算结果可能与实测结果有一点误差。 2 太阳围绕地球旋转的轨迹实际上是螺旋线（好象在地球外面套一根弹簧），所以实际上每天日出和日落的方位角稍微有点差别。例如，在春分到夏至这段时间，日出方位角要略小于日落方位角。 昼夜长短的计算公式：Cost=-tgδ*tgφ 太阳视位置 太阳视位置指从地面上看到的太阳的位置，用太阳高度角和太阳方位角两个角度作为坐标表示。太阳高度角指从太阳中心直射到当地的光线与当地水平面的夹角，其值在0°到90°之间变化，日出日落时为零，太阳在正天顶上为90°（本万年历中显示的高度角均已进行了蒙气差的订正，蒙气差值取自天文年历）。太阳方位角即太阳所在的方位，指太阳光线在地平面上的投影与当地子午线的夹角，可近似地看作是竖立在地面上的直线在阳光下的阴影与正南方的夹角。方位角以正南方向为零，由南向东向北为负，由南向西向北为正，如太阳在正东方，方位角为-90°，在正东北方时，方位为-135°，在正西方时方位角为90°，在正北方时为±180°。 实际上太阳并不总是东升西落，只有在春秋分两天，太阳是从正东方升，正西方落。在北半球，从春分到秋分的夏半年中，太阳从东偏北的方向升（方位角为-90°到-180°之间），在西偏北的方向落（方位角为90°到180°之间）；而从秋分到下一年春分的冬半年中，太阳从东偏南的方向升（方位角为-90°到0°之间），在西偏南的方向落（方位角为0°到90°之间）。 太阳高度角与地面的太阳光强弱密切相关。早晚与中午的光强有很大的差异，原因就在于太阳高度角的
太阳视运动及日出日落方位
太阳视运动图的判读 一示例:初中教材第一册 解析:图示底圆是观测者所在的平面即地平面,观测者 位于南北轴与东西轴的交点处;观者位于北纬40度 夏至日:太阳从东北方升起,正午时,太阳位于上冲 天南部天空,于西北方落下:昼长夜短(日出地方时早于6:00时;日落晚于18:00时) 春秋分日:太阳从正东方升起,正午时,太阳位于上冲天南部天空,于正西方落下:昼夜等长(日出地方时于6:00时;日落于18:00时) 冬至日:太阳从东南方升起,正午时,太阳位于上冲天南部天空,于西南方落下:昼短夜长(日出地方时晚于6:00时;日落早于18:00时) 夏至日太阳方位日变化： 东北——正东——东南——正南——西南——正西— —西北(如图中①曲线)。 春、秋分日太阳方位日变化： 正东——东南——正南——西南——正西(如图中②曲线)。 冬至日太阳方位日变化： 东南——正南——西南(如图中③线)。 二视运动图的判读与应用
1:确定观测者所在地平面的东南西北方位 2:根据日出日落方位及上冲天时太阳与观测者的相对位置,确定观测者的冬夏半年3:确定直射点的纬度或半球 4:利用正午太阳高度角计算
材料一某日①、②、③、④四地太阳视运动示意图(E、S、W、N)分别表示东、南、西、北四个方位，底圆表示观测者所在的地平圈，带箭头的圆弧表示一天中太阳在天空中的运动轨迹，图中角度为当地某一时刻的太阳高度) (1)在没有建筑物遮挡的情况下，①②③④四地中，日照时间最长的是 地。 (2)不考虑地形等因素的影响，①②③④四地中，全年热量最为丰富的 地。 5:判断观测者所在的纬度,经度以及纬度范围 例:读某日太阳视远动图．当太阳位于A点时，北京时间为6时。回答下列问题。
根据影子判断地理位置
太阳影子定位模型建立 摘要 本文讨论求解了在直杆影子随时间变化过程中，在知道日期、杆位置、影子坐标、时间等参数条件中的某几个前提下，设计了确定型模型进行求解。 分析太阳方位与直杆影子关系，首先，将地球自转公转视为地球不动太阳动，利用立体几何知识得出太阳高度角与影子长度关系。问题一的关键在于太阳高度角与日期、竿位置、时间参数的关系。问题二中我们将立体平面化，把太阳与地球的运动关系转化为平面上的角度关系，使模型简明直接。在模型求解时，我们把各解看为离散型随机变量，对解进行权重处理，最后求得较精准的解。问题三，先结合前两题的模型预处理，再利用matlab据最小二乘法原理，来对目标函数进行曲线拟合求解。对问题四中视频进行分段截取照片处理，用photoshop软件测量影子长度与时间关系，再结合前几题模型与求解方法，可求得结果。问题被函数化，模型简明直接，提高了确定性。 关键词：太阳高度角，立体平面化，权重处理，matlab曲线拟合 问题重述 确定视频的拍摄地点和拍摄日期是视频数据分析的重要方面，太阳影子定位技术就是通过分析视频中物体的太阳影子变化，确定视频拍摄的地点和日期的一种方法。 通过影子长度变化建立数学模型，分析影子长度关于各个参数的变化规律，并应用建立的模型画出某时间段某地某固定直杆的太阳影子长度的变化曲线。 根据某固定直杆在水平地面上的太阳影子顶点坐标数据，建立数学模型确定直杆所处的地点。并利用模型对附件1的影子顶点坐标数据进行求解，求出若干个可能的地点。
根据某固定直杆在水平地面上的太阳影子顶点坐标数据，建立数学模型确定直杆所处的地点和日期。将模型分别应用于附件的影子顶点坐标数据，求出若干个可能的地点与日期。 根据一根直杆在太阳下的影子变化的视频，直杆的高度为2米。建立确定视频拍摄地点的数学模型，并应用你们的模型给出若干个可能的拍摄地点。日期未知下再尝试求解。 问题分析 根据影子变化来确定时间地点和时间，我们把地球自转看成太阳绕地球转，可以转化为太阳方位与地球各地点和时间的关系问题。 对于问题一：可以把影子长度变化规律转化为光线与水平面夹角的变化规律。我们根据地球自转公转规律和立体几何知识建立模型，且该模型得能体现光线和地面的夹角与日期时间、地理位置的关系，最后通过matlab画出影子长度随时间的变化曲线。 对于问题二：问题二相比问题一缺少一个已知量，无法通过问题一中的模型来求解，我们把太阳与直杆影子的关系转化为了平面角度关系，进而简便有效地求出杆的位置。 对于问题三：已知量较前一问更少，故我们先结合问题一和二建立的模型，再应用matlab进行曲线拟合求得参数解。 对于问题四：通过提取视频特定帧，测量出杆的影子随时间变化的实际长度数据，与问题三类似，结合模型用matlab曲线拟合求解即可，或者取多组数据用lingo软件求解方程组。 模型假设 1.假设地球公转轨迹近似为圆。 2.忽略太阳光线进入大气层时的折射误差。 3.假设地面是水平的且直杆垂直地面。 4.忽略太阳直射点纬度一天内的变化。 5.假设所给数据准确可靠。 定义和符号说明 H：杆长